Волноводные многодырочные направленные ответвители

Волноводный многодырочный направленный ответвитель состоит из двух параллельных волноводов со смежной широкой или узкой стенкой, с двумя или более отверстиями связи в ней. Отверс­тия связи, чаще всего круглой формы, располагаются вдоль оси сим­метрии.

Направленные ответвители со связью через отверстия в уз­ких стенках волновода используются при передаче больших уровней мощности в первичном волноводе.

В двухдырочном направленном ответвителе отверстия связи рас­полагаются на расстоянии λ/4 друг от друга (рис. 9а).

У многодырочных направленных ответвителей расстояние между отверстиями связи d может быть любым, однако наилучшие результаты по направленности и согласованию получаются при d = λ/4.

Электромагнитные волны, проходя по первичному волноводу, возбуждают отверстия связи, которые в свою очередь создают электромагнитные волны, направленно распространяющиеся в одно из плеч вторичного волновода. В другое плечо вторичного волновода волны практически не поступают, и оно оказывается развязанным с входным. В развязанном плече направленного ответвителя обычно устанавливается оконечная поглотительная нагрузка. В ней поглощаются нескомпенсированные волны, а также волны, создаваемые во вторичном волноводе отраженными волнами от несогласованной на­грузки первичного волновода.

Направленность двух- и многодырочных НО можно по­яснить следующим образом. Возбуждение отверстий связи электромагнитной волной, проходящей по первичному волноводу, осуществляется с запаздыванием по фазе полей в последующих отверстиях по отношению к предыдущим на величину Δφ = k'd = (2π/λ)·d. Для двухдырочного НО она составляет Δφ = (2π/λ)·λ/4 = π/2. Тогда в двухдырочном НО в выходном плече 4 вторичного волновода (рис. 9а) поля, созданные отверстиями связи, будут синфазны, а в развязанном плече 2 – противофазны.

В многодырочном НО отверстия, как элементы возбуждения вторичного волновода, можно считать антенной решеткой. Так как каждое последующее отверстие возбуждается с некоторым запаздыванием по фазе относительно предыдущего отверстия, то рассматриваемая антенная решетка будет представлять собой систему осевого излучения. Если рассматривать диаграмму направленности такой решетки (рис. 9б), то максимум ее главного лепестка ориен­тирован в направлении одного из плеч вторичного волновода, другое плечо практически не возбуждается и оно развязано с входным.

Двухдырочные направленные ответвители обладают высокой направленностью (более 35 дБ), но имеют узкую полосу пропускания (несколько процентов) из-за того, что расстояние между отверсти­ями связи не остается четвертьволновым при изменении длины вол­ны.

Многодырочные волноводные направленные ответвители обеспечи­вают направленность более 35 дБ в широкой полосе частот (10…30%), практически равной полосе пропускания прямоугольного волновода. Направленность таких ответвителей возрастает с увеличением коли­чества отверстий. У широкополосных направленных ответвителей ко­личество отверстий может достигать 10…20. Несмотря на доста­точно большие габариты, многодырочные направленные ответвители на­шли широкое применение в измерительных рефлектометрах.

Рис. 9